Drošības funkcijas apiešana, nepārkāpjot IEC 61511: Triconex un HIMA praktiskais ceļvedis

Drošības instrumentētās sistēmas (SIS) pastāv, lai samazinātu ekspluatācijas risku līdz pieņemamam līmenim. Tomēr palaišanas, kārtējās apkopes un plānoto darbības pārbaudes laikā drošības cilpas ne vienmēr var darboties atbilstoši standarta parametriem. Bloķētāja apiešanas vai pārrakstīšanas gadījumā iekārtas risks dabiski palielinās. Pareizi pārvaldīta pagaidu apiešana, ievērojot stingru inženiertehnisko disciplīnu, novērš kļūdainas nostrādes, vienlaikus aizsargājot cilvēku dzīvību un aktīvus.

IEC 61511 nosaka precīzas prasības drošības instrumentēto funkciju (SIF) apiešanai. Šis praktiskais ceļvedis pārveido šīs stingrās prasības praktiskās inženiertehniskās darbībās inženieriem, kuri strādā ar Schneider Electric / Invensys Triconex un HIMA drošības arhitektūrām.

Kāpēc saskaņā ar IEC 61511 vispār ir atļauts apiet drošības funkciju?

Inženieri bieži jautā, vai drošības instrumentētās funkcijas apiešana pārkāpj drošības integritātes standartus. Īsā atbilde ir: nē, ja tiek ievērots IEC 61511 16. punkts. Apkope, kalibrēšana un darbības pārbaudes neizbēgami prasa izolēt sensoru vai izpildmehānismu, neapturot visu procesa līniju.

Tomēr neuzraudzīta vai nereģistrēta apiešana ir daudz bīstamāka nekā aizsardzības neesamība, jo operatori pieņem, ka aizsardzība ir aktīva, lai gan tā ir atslēgta. Mainoties maiņām, ekspluatācijas personāls ātri zaudē pārskatu par apietajām cilpām. Tāpēc procedūru disciplīna un automatizēta uzskaite ir ievērojami svarīgākas par ad hoc atjautību uz vietas.

Kāda ir būtiskā atšķirība starp bloķēšanu un pārrakstīšanu?

Nozares žargonā tādi termini kā atslēgšana, piespiedu iestatīšana, apklusināšana, deaktivizēšana un apiešana bieži tiek lietoti kā sinonīmi. Taču signāla ceļā bloķēšana un pārrakstīšana darbojas ļoti atšķirīgi:

• Bloķēšana: Pilnībā pārtrauc signālu, kas tiek ievadīts drošības loģikā vai izvadīts no tās. Pakārtotā loģika zaudē determinētu vērtību un bieži pāriet nenoteiktā vai peldošā stāvoklī, kas var izraisīt neparedzamu balsošanas loģikas darbību.
• Pārrakstīšana: Pārtrauc aktīvo signālu, bet nekavējoties tā vietā ievada noteiktu, konstantu inženiertehnisko vērtību. Drošības loģika turpina novērtēt precīzu, determinētu skaitli.

Drošībai kritiskām cilpām vienmēr dodiet priekšroku programmatūras pārrakstīšanai, nevis nekontrolētai bloķēšanai, lai saglabātu determinētu balsošanu. Turklāt nekad neatvienojiet lauka vadus, lai panāktu apiešanu. Fiziskajiem lauka savienojumiem jāpaliek neskartiem, lai ievades kartes, piemēram, Invensys Triconex 3720 Analog Input Module, varētu turpināt pārbaudīt līnijas diagnostiku, atvērtas ķēdes kļūmes un sensora signālus ārpus diapazona.

Kā ieviest IEC 61511 16. punkta vadības pasākumus Triconex un HIMA sistēmās?

16. punkts stingri regulē SIS apkopi un darbību procesa nepārtrauktas ekspluatācijas laikā. Kā izpildīt šīs prasības lauka DCS un SIS arhitektūrās? Jāievēro četras pamatprasības:

• Formāla atļauja: Nodrošiniet, lai katru apiešanas pieprasījumu pārbaudītu izmaiņu pārvaldības (MOC) procesā vai apstiprinātu pilnvarots funkcionālās drošības vadītājs.
• Stingri taimauti: Nekad neatstājiet apiešanu bez noteikta beigu laika. Katram pārrakstījumam iestatiet automātisku derīguma termiņa taimeri, kas parasti nepārsniedz vienu darba maiņu.
• Kompensējoši pasākumi: Kad SIF ir atslēgta, ieviesiet alternatīvus riska samazināšanas pasākumus, piemēram, īpašu manuālu uzraudzību uz vietas vai pagaidu sekundārus bloķētājus.
• Aparatūras loģikas kartēšana: Triconex sistēmā kartējiet katru apiešanu īpašiem, ar tagiem bloķētiem funkcionālajiem blokiem TriStation vidē. Strādājot ar drošības kontrolleriem, piemēram, HIMA HIMatrix F35 Safety-Related Controller vai HIMA F3 DIO 20/8 01 Module, piešķiriet pārrakstījumus aizsargātām operatora zonām, kas nodrošinātas ar atslēgas slēdzi vai uz lomām balstītām parolēm.

Abi ražotāji nodrošina pret manipulācijām aizsargātus SOE (notikumu secības) audita žurnālus, kuros tiek reģistrēti lietotāju ID, laika zīmogi un kanālu statusi. Ja audita žurnālu reģistrēšana ir atspējota, apiešana jāuzskata par neatļautu.

Kā inženieri var atklāt aizmirstas apiešanas, izmantojot Modbus un HART?

Darbs uz vietas pierāda, ka lielākais risks SIS pārvaldībā ir aizmirsta apiešana. Programmatūras apiešanas var nedēļām ilgi palikt paslēptas apakšekrānos, ja tās netiek aktīvi parādītas. Mūsdienīgi lauka instrumenti un sakaru kopnes nodrošina skaidras diagnostikas iespējas:

• Nolasiet SIS spoles reģistrus, izmantojot Modbus TCP: Atvēliet īpašus diagnostikas atmiņas reģistrus apietajiem stāvokļiem. Maršrutējot SIS sakarus caur tādiem moduļiem kā Invensys Triconex 4354 High-Speed Communication Module, DCS vai SCADA galvenās stacijas var nepārtraukti nolasīt šos reģistrus un signalizēt par jebkuru spoli, kas paliek augstā stāvoklī ilgāk par atļauto laika logu.
• Skenējiet HART ierīču statusu: Vaicājiet HART multidrop diagnostiku. Viedais spiediena vai temperatūras raidītājs, kas iestatīts režīmā "Fixed Current" vai "Simulation Mode", nekavējoties atklāj aktīvu lauka pārrakstījumu.
• Salīdziniet analogās ievades ar HART PV: Ja analogās ievades kanāla rādījums būtiski atšķiras no neapstrādātās digitālās HART PV vērtības, diagnostikas sistēma var nekavējoties aktivizēt neatbilstības brīdinājumu.
• Ievadiet trauksmju matricas vēsturniekā: Automātiski reģistrējiet katru apiešanas stāvokļa pāreju iekārtas vēsturniekā, lai atbalstītu ikdienas drošības auditus starp maiņām.

Kāda ir pareizā procedūra apietas cilpas atgriešanai ekspluatācijā?

Atjaunošana bieži ir incidents izraisošais posms, jo apiešanas atcelšana nekavējoties no jauna aktivizē gala nostrādes elementu pret aktīvu, potenciāli nestabilu procesu.

• Pārliecinieties, ka lauka raidītāju vērtības un procesa mainīgie ir atgriezušies drošas standarta ekspluatācijas robežās.
• Pārbaudiet digitālos gala vadības elementus, ko vada tādi moduļi kā Invensys 3601T Triconex Digital Output Module, lai pārliecinātos, ka izejas kanāli atbilst nepieciešamajiem ekspluatācijas stāvokļiem.
• Notīriet iekšējos diagnostikas fiksatorus un apstipriniet kanālu trauksmes HIMA inženierstacijā vai Triconex diagnostikas displejā.
• Pirms formālā nodošanas žurnāla aizpildīšanas pārliecinieties, ka visi aparatūras apiešanas indikatori ir nodzisuši.

Galvenie secinājumi funkcionālās drošības lauka komandām

Apiešana ir neizbēgams ekspluatācijas rīks, taču nepārvaldīta apiešana ir nepieņemams apdraudējums. Lai nodrošinātu atbilstību IEC 61511:

• Inženiertehniskajās specifikācijās stingri nošķiriet bloķēšanu no pārrakstīšanas.
• Pakļaujiet katru pārrakstījumu formālai atļaujai, kompensējošiem pasākumiem un stingram derīguma termiņam.
• Izmantojiet diagnostikas Modbus spoles un HART telemetriju kā automatizētu drošības tīklu, lai atklātu aizmirstus pārrakstījumus.
• Nodrošiniet apzinātas pārbaudes procedūras maiņu nodošanas un cilpu atjaunošanas laikā.

Par autoru: Čens Veimins ir rūpnieciskās automatizācijas inženieris ar vairāk nekā 10 gadu praktisku pieredzi PLC, DCS un drošības instrumentētajās sistēmās.